不同運動強度結合共軛亞油酸對青春期肥胖大鼠靜息能量代謝的影響

崔嘉琴，柏友萍，林 潺，吳 琳，張皓月，宋威巍，蘇 敏

?

不同運動強度結合共軛亞油酸對青春期肥胖大鼠靜息能量代謝的影響

崔嘉琴，柏友萍，林 潺，吳 琳，張皓月，宋威巍，蘇 敏

目的：從靜息能量代謝角度探討共軛亞油酸（CLA）結合不同運動強度對青春期肥胖大鼠的影響，從而為青春期肥胖運動及營養減肥提供理論參考。方法：建立青春期肥胖大鼠模型，取40只肥胖大鼠隨機分為5組，每組8只，分別為肥胖對照組、單純補充CLA組、低強度運動+CLA組、中強度運動+CLA組、高強度運動+CLA組。低、中、高三種強度分別定為15-18m/min、21-25 m/min、28-32 m/min，60min/次，運動后大鼠灌胃CLA 1.6g/（kg.d），5次/周，連續8周。采用大鼠代謝系統每天測大鼠靜息耗氧量和能量消耗。結果：干預8周過程中，靜息狀態下總耗氧量、肌肉耗氧量、總能耗及肌肉能耗表現在第8周干預各組均明顯高于對照組（P＜0.05，P＜0.01），實驗各組第8周明顯低于第1周，運動各組之間均無明顯差異（P>0.05）；實驗前后體重明顯增加，運動+CLA各組體重增長幅度均明顯低于對照組，運動強度越大體重增加越緩慢（P＜0.05，P＜0.01），單純補充CLA組體重增長幅度降低不明顯（P>0.05）。結論：不同運動強度結合CLA能增加靜息能量代謝水平，在干預的第8周表現顯著，但受運動強度影響較小；該干預后能明顯降低體重，運動結合CLA的效果優于單純補充CLA，且隨著運動強度增加降低更明顯。

運動強度；共軛亞油酸；青春期肥胖；耗氧量；能量消耗

隨著人們生活水平的不斷提高、長期高能量的攝入和體力活動的減少，肥胖人口呈直線上升趨勢，已成為危害人類健康的公共衛生問題[1]。單純性肥胖已成為近年來中國快速出現的公共健康問題，同時也成為越來越嚴重的社會問題[2]。有關研究表明75%—80%的肥胖青少年將會發展成為成人肥胖，而且肥胖癥與成人的糖尿病、冠心病、高脂血癥等疾病的發生直接相關[3]。靜息能量代謝是一個評價肥胖的形成和減肥效果的重要指標，其可通過測定靜息狀態下單位體重、單位時間的耗氧量和能量消耗來間接測定動物的能量代謝能力，間接推測機體的脂肪貯存與消耗情況。幾十年來一直倍受各國生理學和運動生理學研究者的高度關注，為了使測定的指標更精確和更科學，并依此進行了大量測定儀器的改進工作。能量代謝系統對于運動能耗以及營養保健作用有著重要的指導意義，而對于日常生活能耗，它也能給出準確度極高的測量結果，因此越來越受到青睞。

靜息能量代謝的影響因素有很多，運動、營養物質以及藥物等均可對機體的能量代謝產生不同程度的影響[4]。共軛亞油酸（Conjugated linoleic acid，CLA）是亞油酸（18，2n-6）的一組異構物，含有順式和/或反式兩種異構體化學結構，其結構中的兩個雙鍵被共軛連接[5]。但不同運動強度結合CLA對青春期肥胖大鼠的干預對靜息能量代謝產生什么樣的影響，目前還不清楚。本文以肥胖SD大鼠模型為研究對象，采用目前世界最先進的德國TSE動物代謝測量分析系統測定大鼠的靜息耗氧量、靜息能量消耗來探討不同運動強度結合CLA的干預對青春期肥胖大鼠能量代謝的影響，對靜息狀態下耗氧量和能耗的8周變化情況進行分析，從能量代謝的角度探討運動結合CLA對肥胖影響的可能生理機制。

1 材料與方法

1.1 實驗對象及分組

3周齡清潔級健康雄性SD大鼠110只，購自上海斯萊克實驗動物有限責任公司，許可證號為SCXK（滬）2012-0002，合格證號為2007000546402。適應性的飼養一天后，測量大鼠體重為（75.52±7.64）g。將110只SD大鼠隨機分為正常對照組（12只）和實驗組（98只），各組間體重均無差異（P>0.05）。正常對照組喂普通飼料，實驗組分兩個階段喂高脂飼料，其能量營養素比例如下（見表1）：

表1 各組能量營養素比例

7周建模結束后測量各組體重，對照組為（378. 92 ± 24. 70）g，實驗組為（469. 82 ± 19. 25）g。根據肥胖成功標準（肥胖組體重≥對照組體重120%）[6]，在建模成功中選取40只肥胖傾向大鼠，隨機分為5組，即：肥胖對照組、單純補充CLA組、低強度運動+CLA組、中強度運動+CLA組和高強度運動+CLA組，各組間體重均無統計學差異（P>0.05）。所有大鼠在干預期間分籠飼養（3只/籠），均喂普通飼料，按28g/只·天給量，每天記錄前1天大鼠的攝入量和剩余量，自由飲水。飼料與墊料均購買于上海斯萊克實驗動物有限責任公司。飼養房的溫度保持約為（20℃±2℃），相對濕度為（50%-70%），光照為12h/天。每天觀察大鼠的情況，按時記錄飼養房的溫度和濕度。每周3固定時間用電子秤（JM-A20001/中國）測量一次大鼠體重。安徽師范大學動物倫理學會對該項科研已同意，其審批號為20130225。

1.2 運動強度和CLA補充的方案與措施

運動訓練方案參照本實驗室前期崔建飛等[7]研究，所有大鼠開始采用6跑道大鼠跑臺（Wi32812/北京）進行3天的適應性跑臺訓練，每天2—3次，跑臺坡度為0°。運動強度（運動速度×時間）的設計為低、中、高強度，運動速度為15m/min~32m/min，運動時間為60min/天（見表2）。CLA方案采用1.6g/（kg·d）灌胃，其劑量為每天人體推薦量4.8g/60kg的20倍左右，CLA購買于中國青島澳海生物有限公司。干預5次/周，周1和周2休息，持續8周。

表2 具體運動速度與運動時間（速度單位：m/min，時間單位：min）

1.3 靜息能量代謝指標的測定

本次能量代謝檢測指標主要為靜息耗氧量和靜息能量消耗，采用德國TSE動物代謝測量分析系統（PROCESS CONTROL/德國）進行測定，具體檢測方法為：先對整個系統進行穩定性測試，然后對實驗大鼠禁食5h后用固定儀固定大鼠，連續測定54min（9min×6），選擇連續2個相對穩定的較低數據。大鼠代謝實驗室的濕度為（40%-70%）、溫度為（20℃±2℃）以及非常安靜狀態下。該動物代謝儀器的主要氣體參數：通氣量為1.2L/min，取樣量為0.22L/min；Ref CO20.054%-0.055%，Ref O220.92%-20.93%。

1.4 數理分析

各組數據均通過SPSS17.0軟件包進行統計學分析，實驗數據結果均采用均數±標準差（X±SD）表示，各組間數據比較采用單因素方差分析，組內數據比較采用配對樣本t檢驗，P>0.05為差異無顯著性統計學意義，P<0.05為差異有顯著性統計學意義，P<0.01為差異有非常顯著性統計學意義。

2 結果與分析

2.1 干預8周過程中靜息耗氧量變化的比較

2.1.1 大鼠靜息總耗氧量變化的比較 大鼠靜息總耗氧量變化的情況表現為：（1）與肥胖對照組比較：單純補充CLA組在第1周、第2周、第3周、第4周、第7周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01），低強度運動+CLA和中強度運動+CLA組均在第1周、第3周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01），高強度運動+CLA組在第1周、第7周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01）。（2）與單純補充CLA組比較：低強度運動+CLA組在第1周、第4周和第7周差異顯著（P<0.05，P<0.01），中強度運動+CLA組在第1周、第4周和第5周差異顯著（P<0.05，P<0.01），高強度運動+CLA組在第1周、第3周、第4周和第7周差異顯著（P<0.05，P<0.01）。（3）不同運動強度結合CLA各組之間變化無規律（P>0.05）。（見表3、圖1）

在8周不同運動強度結合CLA干預過程中，各組大鼠靜息總耗氧量均在第8周明顯低于第1周，可能是因為大鼠正處于青春生長發育期，隨著其周齡的增加逐漸趨于成熟；單純補充CLA、不同運動強度結合CLA干預各組與肥胖對照組比較，在第2周至第7周大鼠靜息總耗氧量變化無明顯的規律性，但在第8周，干預各組大鼠靜息總耗氧量均明顯高于肥胖對照組，不同運動強度結合CLA組之間無明顯差異。

表3 大鼠總靜息耗氧量變化情況（n=8，X±SD）（單位：ml/h/kg）

注：與肥胖對照組比較，a表示（P<0.05），b表示（P<0.01）；與單純補充CLA組比較，c表示（P<0.05），d表示（P<0.01）。

圖1 不同運動強度結合CLA干預8周大鼠總靜息耗氧量變化情況（n=8，X±SD）（單位：ml/h/kg）

2.1.2 大鼠肌肉靜息耗氧量變化的比較 大鼠肌肉靜息耗氧量變化的情況為：（1）與肥胖對照組比較：單純補充CLA組在第1周、第2周、第3周、第4周、第7周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01），低強度運動+CLA組在第1周、第2周、第3周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01），中強度運動+CLA組在第1周、第3周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01），高強度運動+CLA組在第1周、第7周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01）。（2）與單純補充CLA組比較：低強度運動+CLA組在第1周、第4周和第7周差異顯著（P<0.05，P<0.01），中強度運動+CLA組在第1周、第5周和第7周差異顯著（P<0.05，P<0.01），高強度運動+CLA組在第1周、第3周、第6周和第7周差異顯著（P<0.05，P<0.01）。（3）不同運動強度結合CLA各組之間變化無規律（P>0.05）。（見表4、圖2）

表4 大鼠肌肉靜息耗氧量變化情況（n=8，X±SD）（單位：ml/h/g）

注：與肥胖對照組比較，a表示（P<0.05），b表示（P<0.01）；與單純補充CLA組比較，c表示（P<0.05），d表示（P<0.01）。

圖2 不同運動強度結合CLA干預8周大鼠肌肉靜息耗氧量變化情況（n=8，X±SD）（單位：ml/h/g）

在8周不同運動強度結合CLA干預過程中，各組大鼠肌肉靜息耗氧量均在第8周明顯低于第1周，可能是因為大鼠正處于青春生長發育期，隨著其周齡的增加逐漸趨于成熟；單純補充CLA、不同運動強度結合CLA干預各組與肥胖對照組比較，在第2周至第7周大鼠肌肉靜息耗氧量變化無明顯的規律性，但在第8周，干預各組大鼠肌肉靜息耗氧量均明顯高于肥胖對照組，不同運動強度結合CLA組之間無明顯差異。說明在青春期單純補充CLA及運動結合CLA能增加大鼠的靜息肌肉耗量，受運動強度大小影響較少。

2.2 干預8周過程中靜息能量消耗變化的比較

2.2.1 大鼠靜息總能耗變化的比較 大鼠靜息總能耗變化的情況為：（1）與肥胖對照組比較：單純補充CLA組在第1周、第2周、第3周、第4周、第7周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01），低強度運動+CLA組在第1周、第2周、第3周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01），中強度運動+CLA組在第1周、第2周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01），高強度運動+CLA組在第1周、第3周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01）。（2）與單純補充CLA組比較：低強度運動+CLA組在第1周、第4周和第7周差異顯著（P<0.05，P<0.01），中強度運動+CLA組在第1周、第2周和第7周差異顯著（P<0.05，P<0.01），高強度運動+CLA組在第1周、第3周和第7周差異顯著（P<0.05，P<0.01）。（3）不同運動強度結合CLA各組之間變化無規律（P>0.05）。（見表5、圖3）

在8周不同運動強度結合CLA干預過程中，各組大鼠靜息總耗氧量均在第8周明顯低于第1周，可能是因為大鼠正處于青春生長發育期，隨著其周齡的增加逐漸趨于成熟；單純補充CLA、不同運動強度結合CLA干預各組與肥胖對照組比較，在第2周至第7周大鼠靜息總耗氧量變化無明顯的規律性，但在第8周，干預各組大鼠靜息總耗氧量均明顯高于肥胖對照組，不同運動強度結合CLA組之間無明顯差異。

表5 大鼠靜息總能耗變化情況（n=8，X±SD）（單位：kcal/h/g）

注：（1kcal=4.184KJ）與肥胖對照組比較，a表示（P<0.05），b表示（P<0.01）；與單純補充CLA組比較，c表示（P<0.05），d表示（P<0.01）。

2.2.2 大鼠肌肉靜息能耗變化的比較 大鼠肌肉靜息能耗變化的情況為：（1）與肥胖對照組比較：單純補充CLA組在第1周、第3周、第4周、第5周、第7周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01），低強度運動+CLA和中強度運動+CLA組在第1周、第3周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01），高強度運動+CLA組在第1周、第6周、第7周和第8周差異顯著（P<0.05，P<0.01）。（2）與單純補充CLA組比較：低強度運動+CLA組在第1周、第4周和第7周差異顯著（P<0.05，P<0.01），中強度運動+CLA組在第1周、第4周、第5周和第7周差異顯著（P<0.05，P<0.01），高強度運動+CLA組在第1周、第2周、第3周、第6周和第7周差異顯著（P<0.05，P<0.01）。（3）不同運動強度結合CLA各組之間變化無規律（P>0.05）。（見表6、圖4）

在8周不同運動強度結合CLA干預過程中，各組大鼠肌肉靜息耗氧量均在第8周明顯低于第1周，可能是因為大鼠正處于青春生長發育期，隨著其周齡的增加逐漸趨于成熟；單純補充CLA、不同運動強度結合CLA干預各組與肥胖對照組比較，在第2周至第7周大鼠肌肉靜息耗氧量變化無明顯的規律性，但在第8周，干預各組大鼠肌肉靜息耗氧量均明顯高于肥胖對照組，不同運動強度結合CLA組之間無明顯差異。

圖3 大鼠靜息總能耗變化情況（n=8，X±SD）（單位：kcal/h/g）

表6 大鼠肌肉靜息能耗變化情況（n=8，X±SD）（單位：kcal/h/g）

注：（1kcal=4.184KJ）與肥胖對照組比較，a表示（P<0.05），b表示（P<0.01）；與單純補充CLA組比較，c表示（P<0.05），d表示（P<0.01）。

圖4 大鼠肌肉靜息能耗變化情況（n=8，X±SD）（單位：kcal/h/g）

2.3 干預8周前后體重的比較

8周不同運動強度結合CLA干預8周前后體重表現為：干預前各組之間無差異（P>0.05），（1）與對照組比較：單純補充CLA組體重增長幅度有所降低，但無顯著性差異（P>0.05）；干預后運動結合CLA各組體重增長幅度明顯降低（P<0.05，P<0.01）。（2）與單純補充CLA組比較：中、高運動強度組體重增長幅度明顯降低（P<0.05）。（3）低、中、高強度+CLA各組隨著運動強度增加，體重增長幅度有所降低，但無顯著性差異（P>0.05）。（4）8周干預前后各組肥胖大鼠體重明顯增加（P<0.05，P<0.01），說明大鼠處于生長發育期。因此，8周不同運動強度結合CLA干預能有效降低體重，運動強度越大越明顯。（見表7、圖5）

表7 干預8周前后大鼠體重變化情況（n=8，X±SD）（單位：g）

注：①組間比較采用單因素方差分析，與肥胖對照組比較，a表示（P<0.05），b表示（P<0.01）；與單純補充CLA組比較，c表示（P<0.05）。②組內比較采用配對樣本t檢驗：P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異非常顯著。

圖5 不同運動強度結合CLA干預8周前后大鼠體重變化情況

3 討 論

靜息能量消耗是維持機體細胞、器官正常功能及人體覺醒狀態的能量消耗，其微小變化就可對機體總能量的平衡產生影響。能量代謝系統是通過密閉空間的形式來收集受試者呼吸出的氣體，計算空間內氣體成分的改變，從而推算出受試者的能量消耗，是一種間接測熱法。在能量代謝系統中，可以詳細記錄受試大鼠的體力活動狀態、飲食狀態和靜息狀態下，測量出高度準確的耗氧量和CO2產生量[8]。能量代謝過程復雜，影響其因素有很多，如運動、營養、所處環境的溫度、濕度和機體的活動狀態、精神狀態等。靜息能量代謝是能量代謝的重要組成部分，研究靜息能量代謝可間接推測機體的能量代謝情況，靜息狀態下的耗氧量和能量消耗是靜息能量代謝的主要指標。靜息耗氧量反映了在安靜狀態下機體攝入氧、運輸氧和利用氧的情況，間接推測機體的脂肪貯存和分解情況[9]。很多學者認為，靜息狀態下耗氧量和能量消耗的增加可降低體重，在個體間比較更有實際意義[10]。

青春期是人體的生長發育增速較快時期，此期人體經歷著第2次生長突增，青春突增期女孩為10-12歲，男孩為12-14歲。青春期是人體生長發育的關鍵期，通常青春期發生的肥胖多為增殖型肥胖。因此，在青春期控制脂肪細胞的大量增加、降低肥胖程度對預防成年期慢性病至關重要。靜息能量代謝在總能量消耗中占極大部分，其適應性變化對機體總能量消耗影響較大，靜息能量消耗增強是降低機體脂肪貯存的重要途徑之一[11]。黃徐根等[12]研究證明6周低氧訓練可以使大鼠食物攝入量下降，引起大鼠靜息代謝率先上升然后逐漸下降，與常氧安靜組相比其靜息代謝率在整個實驗過程中均有上升。本研究采用單純補充CLA、不同運動強度結合CLA進行8周干預，發現受試鼠靜息能量代謝各項指標均在第8周明顯低于第1周，體重明顯高于第1周，可能是由于大鼠正處于青春生長發育期，隨著其周齡的增加逐漸趨于成熟。干預各組的總耗氧量和肌肉耗氧量、總能耗和肌肉耗能在第2周至第7周之間無明顯的規律性，但干預至第8周時，各組均明顯高于對照組；干預8周后運動結合CLA的體重明顯降低，且隨著運動強度的增加降低幅度更明顯。

綜上所述，青春期肥胖大鼠伴隨周齡的增加，體重明顯增長，而靜息總耗氧量和肌肉靜息耗氧量、靜息總能耗和肌肉靜息耗能均呈下降趨勢；通過8周CLA結合不同運動強度的干預，能增加靜息狀態下的能量代謝，在干預的第8周表現顯著，受運動強度影響較??；該干預后能明顯降低體重，運動結合CLA降低體重的效果優于單純CLA，且隨著運動強度增加降低更明顯。

[1] 柏友萍，張 晶，江雙雙，等.減肥運動處方對超重肥胖大學生體脂、血糖與抵抗素的影響[J].衛生研究，2013，42（4）：538~549.

[2] 王正珍，趙慧娟.超重和肥胖少年心肺功能下降及與身體成分的相關性[J].體育科學，2005，25（9）：29~32.

[3] Bahar U，Ramazan G，Munir T，et al.Lung function impairment in women aged over 40 years：The critical role of abdominal obesity Original Research Article [J].Obesity Research Clinical Practice，2011, 25(2): 79~83.

[4] 柏友萍，李 萌，崔建飛，等.不同運動強度結合CLA對青春期肥胖大鼠脂聯素的影響[J].安徽師范大學學報（自然科學版），2014，37（4）：394~400.

[5] Pariza M W，Park Y，Cook M E. The biologically active isomers of conjugated linoleic acid[J]. Progr Lipid Res, 2001, 40: 283~298.

[6] Nagai N and Moritani T.Effect of physical activity on autonomic nervous system function in lean and obese children[J]. International Journal of Obesity, 2004, 28(1): 27~33.

[7] 崔建飛，柏友萍，李 萌，等.共軛亞油酸與運動對青春期肥胖大鼠肝臟及脂肪組織視黃醇結合蛋白4的影響[J].衛生研究，2015，44（1）：16~23.

[8] Sun M，Reed G W，Hill J O. Modification of a whole room indirect calorimeter for meas urement of rapid changes in energy expenditure. J Appl Physiol, 1994, 76(6): 2 686~2 691.

[9] 王瑞元.運動生理學[M].北京：人民體育出版社，2002：259~260.

[10] WadaY，Sugiyama A，Yamamoto T，et al.Lipid Accumulation in Smooth Muscle Cells Under LDL Loading is Independent of LDL Receptor Pathway and Enhanced by Hypoxic Conditions[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2002, 22(10): 1 712~1 719.

[11] 張 勇，王 恬.不同強度騎車和跑步的能量消耗與底物代謝特征研究[J].中國體育科技，2009，45（1）：111~114.

[12] 黃徐根，馮連世，徐建方，等.低氧訓練過程中大鼠體重及能量代謝的變化[J]. 體育科學，2007，27（10）：61~69.

Influences of Different Intensities Exercise Combined with Conjugated Linoleic Acid on Resting Metabolic Rate of Adolescent Obese Rats

CUI Jiaqing, BAI Youping, LIN Chan, et al

Objective：To investigate the influences of conjugated linoleic acid（CLA）combined with different intensities of exercise on resting metabolic rate in adolescent obese rats, and to provide theoretical basis for exercise and nutritional weight loss in adolescent obese. Methods：To establish the model of adolescent obese rats, 40 obese rats were randomly divided into 5 groups, 8 rats in each group, obese control group, CLA group, low intensity exercise combined with CLA group, moderate intensity exercise combined with CLA group, high intensity exercise combined with CLA group. Three strengths were respectively to 15-18m/min, 21-25 m/min, 28-32 m/min, 60min/ times, each rat was fed CLA[1.6g/（kg.d）] after exercise, 5 times / week in 8 weeks. Consuming oxygen and energy consumption were measured with the rat metabolic system every day. Results：During 8 weeks, the resting state of total oxygen consumption, oxygen consumption of muscle, total energy consumption and muscle energy consumption intervention groups were significantly higher than that of control group in eighth week（P < 0.05, P < 0.01）. The energy metabolism index of the experimental group of eighth weeks was significantly lower than that of first weeks and there was no significant differences were found between the exercise groups（P>0.05）. Before and after the experiment, the body weight was significantly increased. The body weight growth rate of the exercise combined with CLA group was significantly lower than that of the control group and the bigger exercise intensity, the more slowly weight gain（P＜0.05，P＜0.01）. But the weight growth rate of the simply add CLA group was not significantly decreased（P>0.05）. Conclusion：Different intensities of exercise combined with CLA could increase the energy metabolism of the resting state, and it was significant in the eighth week of the intervention, but resting energy metabolism was less effected by the intensity of exercise. After the intervention could significantly reduce the body weight, the effect of exercise combined with CLA was better than that of CLA, and with the increase of exercise intensity, it was more obvious.

Exercise intensity; Conjugated linoleic acid; Adolescence obesity; Oxygen consumption; Energy consumption

1007―6891（2017）01―0033―07

10.13932/j.cnki.sctykx.2017.01.08

G804.5

A

2016-06-15

2016-08-24

安徽省高校自然科學基金重點（KJ2013A138）；安徽師范大學研究生科研創新與實踐重點項目（2015cxsj011zd）。

安徽師范大學體育學院，安徽蕪湖，241003。

Instutute of P. E., Anhui Normal University, Wuhu Anhui, 241003, China.